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 最近，随着与虚拟现实技术融合的元宇宙时代的到来，显示和光学设备技术正迅速发展。铅基钙钛矿作为新一代显示发光材料，因能发出蓝色光而备受业界瞩目，然而，铅离子的毒性却严重阻碍了其产业化进程。在此情境下，韩国科研人员取得了突破性进展，成功研发出一种环保的蓝色发光替代材料。

 韩国科学技术院（KAIST）于11月13日宣布，由新材料科学与工程系的Cho Himchan教授领衔的研究团队，已经成功开发出这种环保新材料。该材料无需铅离子，即可展现出卓越的色彩纯度和高发光效率。

 在这项研究中，研究团队证明，通过用铕离子（Eu²⁺）取代钙钛矿中的铅离子，可以开发出具有优异色彩表现力和高发光效率的发光材料。铕离子是稀土金属铕（Eu）的离子形式，其原子序数为63。

 具体来说，研究团队制备的溴化铯铕（CsEuBr₃）钙钛矿纳米晶体，在420至450纳米（nm）的波长区间内呈现出深蓝色发光特性，发光效率高达约40%，且发光光谱半峰宽仅为24nm，意味着其发光色彩极为鲜明。

 光谱的半峰宽越窄，显示器所能呈现的色彩就越为饱满和鲜明。因此，这一研究成果预示着该材料在新型显示材料领域具有巨大的应用潜力。

 此外，研究团队还首次揭示了一个现象：铕基纳米晶体的结构与光学特性会随着合成过程中所选有机配体（即充当表面活性剂的材料）的不同而发生显著变化。

 具体而言，铯铕溴化物钙钛矿纳米晶体的制备过程，是在预先形成的溴化铯（CsBr）纳米晶体中逐步引入铕离子而形成的。实验发现，晶体形成的路径因合成过程中使用的配体而异，而通过这种路径差异，最终合成的铯铕溴化物钙钛矿纳米晶体的发光效率可以显著提高。

 Cho Himchan教授对此表示：“这项研究在环保、无铅钙钛矿材料领域取得了重大突破，成功攻克了长期存在的技术难题。”他进一步指出：“通过此次研究，我们已经明确了材料的性能和机制。然而，要实现商业化应用，还需要进一步提升发光效率至80%以上，并改进生产工艺，解决材料分散稳定性、均一性以及作业控制等多方面的问题。这需要我们继续投入时间和精力。”他补充道：“尽管如此，我们的研究成果仍然有望为新一代显示器和光学元件的研发提供新的思路。未来，我们将继续致力于优化材料的光学性能和稳定性。”

 该研究由KAIST大学的Cho Himchan教授研究团队完成，博士生Ha Jaeyoung和硕博连读生Yeon Sungbeom共同担任第一作者。研究成果已于10月17日在线发表于国际权威学术期刊《ACS Nano》，并将于11月以附录封面的形式发表。

（来源：CINNO，转载请注明出处）